文献

J-GLOBAL ID：201302251880002020   整理番号：13A1438496

¹H NMR分光法によって調べたNafion膜中の水の水和過程及び回転力学の解析

Analysis of the Hydration Process and Rotational Dynamics of Water in a Nafion Membrane Studied by ¹H NMR Spectroscopy

著者 (3件)： WAKAI Chihiro (Kyoto Univ., Kyoto, JPN) ,  SHIMOAKA Takafumi (Kyoto Univ., Kyoto, JPN) ,  HASEGAWA Takeshi (Kyoto Univ., Kyoto, JPN)
資料名： Analytical Chemistry  (Analytical Chemistry)
巻： 85  号： 15  ページ： 7581-7587  発行年： 2013年08月06日 
JST資料番号： A0395A  ISSN： 0003-2700  CODEN： ANCHAM  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 波状膜試料について定量的なNMRスペクトルを得るための試料採取技法を提案し,これによってピーク位置及び面積の再現性が改善され,Nafion膜の水和過程の時間経過測定を行なうことができた。Nafionはスルホン化テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルエーテルの共重合体であり,高分子電解質膜燃料電池において多く用いられているが,膜が水及びメタノールを吸収して膨張することで,膜の性能が低下する。本研究では¹H NMR分光法による化学シフトとスピン格子緩和時間の測定によって,Nafion膜の水和過程を調べた。先の研究でこの水和過程にはスルホン酸基への水分子の吸着及び水による湿りの二段階のあることを指摘したが,本研究の結果から第一段階をさらにふたつに分割できることを明らかにした。新しい実験技法を導入することによって,高分子膜に含まれる水のプロトンのNMR測定が可能になり,また飽和-吸着モデルにおける相互濃度を用いる分析法によって水和が三つの段階に基づくことを確認した。化学シフト及び相互濃度に対する緩和時間のプロットが異なる傾斜を有するみっつの線形部分を示し,このことから第一の水和過程をスルホン酸基におけるヒドロキシル基への水の強い吸着過程とスルホン酸基の別の部位への比較的弱い吸着過程のふたつの段階に分割できることが分かった。

シソーラス用語： *水和 ,  *回転 ,  *フッ素樹脂 ,  *陽イオン交換樹脂 ,  *陽子磁気共鳴 ,  水分子 ,  高分子膜 ,  薄膜 ,  吸着平衡 ,  共重合体 ,  試料採取 ,  スペクトル ,  化学シフト ,  スピン-格子緩和 ,  緩和時間 ,  全反射 ,  ヒドロキシ基
準シソーラス用語： ヒドロキシル基 ,  *Nafion ,  NMRスペクトル ,  スルホン酸基 ,  減衰全反射 ,  樹脂膜

分類 (4件)： 分子間相互作用  (BH07020P) ,  分子の性質一般  (BH05031D) ,  ハロゲン含有重合体  (YH07100Z) ,  NMR一般  (BM07041R)

タイトルに関連する用語 (7件)： NMR分光法 ,  Nafion ,  水 ,  水和 ,  過程 ,  回転力 ,  解析